Qual o papel dos microtúbulos no processo de Consciência? O que é Consciência?

01/12/2023 at 04:12:45

O processo de consciência nos desperta a curiosidade desde os tempos mais primórdios. Segundo alguns cientistas, estar consciente está diretamente relacionado com nossa capacidade de atribuir valência aos estímulos externos. No entanto, existem algumas bifurcações relacionadas à consciência que abrangem a definição por filósofos e outros profissionais.

A questão-ouro é: quando surgiu a consciência? É um processo que somente ocorre em animais que possuem algum tipo de racionalização sobre si, ou está presente desde os organismos mais simples, como bactérias e algas?

Na imagem acima, é ilustrado as diferentes eras com surgimento da terra, primeiros organismos unicelulares procariotos, alga, eucariotos, e organismos mais complexos em níveis celulares. O questionamento central acerca da imagem é: em que momento surgiu a consciência? Este é um processo que presente em todos os organismos vivos, ou está somente presente em organismos que possuem o cérebro complexo com um córtex bem desenvolvido? Esta questão ainda está em aberta e é tema de diversas discussões no âmbito das neurociências e filosofia.

Além disso, nas discussões onde o tema “Consciência” vem à mesa, comumente são trazidos alguns argumentos relacionados à inteligência. Comumente quem defende que a consciência somente existe em um sistema biológico com nível de complexidade parecido com o humano, concorda que a consciência é ligada à inteligência. No entanto, a relação entre consciência e inteligência é assintótica e não apresenta relação direta.

De forma geral, a consciência é um processo emergente, isto significa que ocorre na totalidade de processos e não pode ser estudado com subdivisões. Por exemplo: é sabido que o sistema límbico (partes cerebrais presentes em alguns animais) possui um papel preponderante no processo de reconhecimento de si (ou do self). Partindo do pressuposto do processo emergente, é incorreto estudar um canal de Cálcio presente em apenas uma célula do sistema límbico e extrair informações acerca da consciência, por exemplo, uma vez que somente ocorre de forma integrada e emergente por definição. Se há relação direta entre inteligência e consciência, podemos afirmar que um computador com alto poder computacional (inteligente) é consciente.

Para confirmar tal fato, sistemas computacionais altamente inteligentes, como o WATSON da IBM, possui altos níveis de complexidade com possibilidades de conexões complexas por redes neurais computadorizadas e algoritmos genéticos, por exemplo. No entanto, quando comparado a quantificação de consciência entre um sistema biológico integrado e uma rede neural artificial gerada por computador, o valor apresentado pelo sistema computacional é zero [1, como observado na imagem abaixo.

Na imagem acima podemos observar a mensuração da consciência, através do valor de phi (Φ [em azul]), onde um sistema inteligente (integrado ou não) não apresenta um processo um valor Φ igual a zero. Partindo desta linha, é natural levar a consciência somente para um sistema biológico.

Diversos pesquisadores ao redor do mundo utilizam da não-emergência para tentar descrever tal processo (como citado nos canais de Ca++ acima). Um destes é o Stuart Hameroff, professor da University of Arizona, EUA. A teoria reducionista apresentada por Hameroff tem como base a atividade quântica dos microtúbulos. Mas, você lembra o que são microtúbulos?

Microtúbulos, em uma fácil definição, é o esqueleto das células eucarióticas. Somente a partir do aparecimento destas estruturas na evolução, foi possível a diferenciação celular observada em um sistema complexo (como animais, por exemplo). No humano podemos observar células com diferentes tamanhos e morfologias, desde células minúsculas com aspecto arredondado, até outras com mais de um metro de cumprimento (como um neurônio motor). Em suma, o microtúbulo é a unidade formadora do citoesqueleto e tem função de sustentação, movimentação e transporte na célula.

Os microtúbulos, em suma, são polímeros, e portanto são formados de subunidades que compõem uma arquitetura maior. A formação de um microtúbulo é apresentada no vídeo abaixo.

Como podemos ver, são formados por subunidades menores. Cada ligação entre os polímeros possui uma estrutura química complexa e instável, defende Hameroff, o que acaba gerando uma estado probabilístico quântico conhecido como qubits. A movimentação de energia gerada pela instabilidade química local acaba por gerar um campo magnético e luz, justamente pela propriedade ondulatória da matéria.

Muita informação não é?! Mas calma aí que vem mais. Hameroff também apresenta um valor bastante chamativo sobre a capacidade computacional de um cérebro com relação a informação gerada por comunicação sináptica neuronal e a computação da atividade microtubular. Ele apresenta os seguintes dados: um sistema cerebral baseado somente na atividade neuronal possui uma taxa total de operações de 1016 operações por segundo, enquanto todos os microtúbulos presentes nas células cerebrais podem realizar 1027 operações em um mesmo tempo.

A principal crítica às afirmações de Hameroff é justamente sobre a capacidade de computação de um sistema. Não é porque um sistema apresenta mais estados e capacidade de computar que ele é obrigatoriamente mais complexo. O ponto de partida da teoria da emergência da consciência vem pela a seguinte lógica: o cerebelo é uma das regiões que possuem mais neurônios agrupados em um mesmo espaço no cérebro humano. Se este sistema, por algum motivo, for fragilizado ou passar por trauma, não haverão efeitos colaterais na consciência. Porém, se o mesmo ocorrer com parte de uma região córtico talâmica, a consciência é extremamente diminuída (ou prejudicada). O curioso é que o sistema córtico talâmico não possui tantos neurônios quanto o cerebelo, mas tem mais importância na emergência da consciência. A sacada da teoria vem daí, que a emergência da consciência não se trata da existência da paralelização, da extrema capacidade computacional do cérebro e sim de COMO ele processa essa informação. As regiões que afetadas no cérebro que têm mais influência na consciência, são regiões integrativas, portanto quando a informação é integrada de forma específica, torna-se viável a emergência da consciência.

Um fato é, por mais que a vontade de entender a consciência tenha surgido ainda com os primeiros filósofos Gregos, ainda estamos caminhando a passos curtos para entender este processo em sua totalidade. Não porque é um sistema altamente complexo ou difícil de definir, mas sim porque ainda não existem maneiras eficazes de estudar a consciência com os aparatos disponíveis nas neurociências.

Se você tiver curiosidade em entender as ideias propostas por Hameroff, assista o vídeo abaixo.

Referências

[1] Oizumi, M., Albantakis, L., & Tononi, G. (2014). From the phenomenology to the mechanisms of consciousness: integrated information theory 3.0. PLoS computational biology, 10(5), e1003588.

Blog

Qual o papel dos microtúbulos no processo de Consciência? O que é Consciência?